Unità Operativa di Ricerca 1.1 AUREUM Laboratorio di Idraulica del Veicolo

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1 Centro Interdipartimentale per la Ricerca Applicata e i Servizi nel Settore della Meccanica Avanzata e della Motoristica Unità Operativa di Ricerca 1.1 AUREUM Laboratorio di Idraulica del Veicolo Team Leader Prof. Ing. Massimo Borghi Team Ing. Barbara Zardin Ing. Francesco Pintore, Ing. Emiliano Specchia, Ing. Alessandro Benevelli.

2 Team AGENDA Off-Road Vehicles: Energy Saving, Fuel Economy, Performances, Safety, Comfort Hydraulic Systems alternative circuit architectures electronic control integration Hydraulic Components pumps and motors efficiency variable displacement pumps 2

3 TEAM Barbara Zardin 21 - Ricercatore a tempo indeterminato presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile di Modena, Laboratorio di idraulica del Veicolo 28 - Dottorato in Ingegneria delle Macchine e dei Sistemi Energetici, Università di Bologna 23 - Laurea in Ingegneria Meccanica presso l Università degli Studi di Modena Francesco Pintore 21 - Laurea in Ingegneria Meccanica presso Università degli Studi di Modena; 211- Dottorando di Ricerca presso Scuola di Dottorato High Mechanics and Automotive Design & Technology, indirizzo Meccanica avanzata e tecniche del veicolo. Alessandro Benevelli 21 - Laurea in Ingegneria Meccanica presso Università degli Studi di Modena Assegno di ricerca presso Centro Interdipartimentale INTERMECH-MORE dell Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia Generazione e validazione sperimentale di modelli di componenti e di sistemi idraulici a basso consumo energetico per impiego veicolistico. Emiliano Specchia 28 - Laurea in Ingegneria Meccanica presso Università degli Studi di Modena 29 - Dottorando Iscritto alla Scuola di Dottorato High Mechanics and Automotive Design & Technology, Metodi di Simulazione e Progettazione Meccanica 3

4 alternative architectures vs. hydraulic load sensing Alternative architecture for lower energy dissipation: 2 electronically controlled independent proportional valves for user, electronically controlled variable displacement pump PROS no local compensators, no multiple paths independent metering, flexible management strategy management of overruning loads Test on auxiliary utilities circuit of a tractor, use of a front loader As a result of the first energetic analysis: 36% Of Power Saved for Electronic Flow Matching Independent Metering Arch. 25% Of Power Saved for Electronic Load Sensing Independent Metering Arch. CONS high number of sensors An ECU manages with an opportune strategy the pump and the valves response of valves and pump (damping, delay, oscillation) Partners: CRF-CNH-EATON-CARER 4

5 alternative architectures vs. hydraulic load sensing ECU Strategy Evolution Closed-loop pressure and flow rate control Partners: CRF-CNH-EATON-CARER 5

6 alternative architectures vs. hydraulic load sensing Commercial IM Valve Test of the IM valve Q [l/min] Increasing Demand Falling Demand Metering Performance [bar] [mm] Pressure Chart by Test Bench Pm Pr P1 P2 Ps t [s] Piston Position 3 Pos 2 Pos.f LVDT [um] t [s] Modelling of the IM valve and integration in the global architecture Partners: CRF-CNH-EATON-CARER 6

7 Pumps/Motors Efficiency to determine volumetric and mechanical efficiency to have a design tool for the optimization of efficiency Analysis of the Lubrication Mechanism within the Gaps Axial Piston Swashplate Pump/Motor Numerical procedure to determine the gaps height, tilt and the pressure distribution in the gap viscous forces, and leakages Partners: POCLAIN 7

8 Variable Displacement Pumps Variable Displacement with Pressure Compensator 2 Bode Diagram Step Response FFTCalcolata FFTManring Magnitude (db) Phase (deg) FFTCalcolata FFTManring Amplitude Frequency (rad/sec) Time (sec) Partners: CRF-CNH-EATON-CARER-POCLAIN 8